编者按

正随着化石能源所带来的供需矛盾、环境破坏等问题日益突出,发展取之不竭、清洁环保的可再生能源受到世界各国的高度重视.但可再生能源存在地理上分散、生产不连续、输出不稳定等特点,难以有效利用,也很难适应传统能源网络集中统一的体制.因此,随着可再生能源的发展,必然要求能源网络与互联网技术进行深入融合,实现可再生能源的"就地收集、就地存储、就地使用、余能共享",能源互联网的概念应运而生.Jeremy Rivkin在他的著作《第三次工业革命》中把能源互联网作为未来新     

能源互联网与能源路由器

日益紧张的能源供需矛盾和环境压力等要求可再生清洁能源应该在未来能源体系中承担主要能源供给任务.能源传输技术、存储技术、信息通信以及高性能计算技术的发展为有效利用分布式、间歇性可再生能源提供了技术支持.针对类似于信息互联网式的能源互联网愿景,本文探讨了以能源路由器为核心交换装置的能源互联网实现模型,从能源路由器的实现目标,已有支撑技术和实现部署方式等方面分析了涉及的关键技术,并结合已有研究成果说明了该领域亟需突破的研究方向.     

能源互联网关键技术分析

能源互联网是解决未来可再生能源大规模有效利用的重要基础设施,围绕着这一新型电力网络的设计、实现、运行和管理中所面临的新问题,提出了实现能源互联网的六大关键技术:先进储能技术、固态变压器技术、智能能量管理技术、智能故障管理技术、可靠安全通信技术和系统规划分析技术,并对各项关键技术所涉及的科学问题进行了分析与探讨.     

能源互联网重要基础支撑:分布式储能技术的探索与实践

可再生能源分布式发电的能量波动性以及用户驱动的能量需求的时空随机性,导致能源互联网中能量流本身具有先天的不确定性与无秩序性,因此,分布式储能技术由于可以有效消除能量流的不确定性,并使能量的时空转移和能量流的有序流动成为可能,成为能源互联网重要基础支撑.分布式电池储能作为一种重要的储能方式,电池单体本身非线性特性与电池成组或成网后单体间的差异性,使得电池储能系统"管理好"成为真正"使用好"的基础.但是,电池成组或成网后将构成复杂巨系统,这对"管理好"带来巨大的挑战.因此,本文基于作者多年理论与技术的成果积累,总结了一套适用于分布式储能的大规模电池网络优化管理的理论与方法,包括:单体和电池组或电池网络的建模与状态参数精确估算;基于模糊测度的电池网络特征提取及快速计算;基于自适应动态规划的电池网络优化管理.随后,本文将基于能源互联网思想的分布式储能架构及其管理优化方法与技术引入数据中心,并给出了其在数据中心中实际应用原型系统介绍.本文工作可以为能源互联网的重要基础支撑—分布式储能技术—的研究与应用提供方法指导与技术支撑.     

水电对风能太阳能间歇性电力的支持与协调运行

简要分析了绿色低碳可再生能源的发展要求、水电和可再生新能源发电的状况.研究了水电对风电、光伏发电的支持及其协调运行.研究表明,水电对于促进风电、太阳能光伏发电的发展、促进可再生能源入网比例最大化具有重要作用.我国的大区电网覆盖范围有数省之广,区内水电站群的总调峰能力,是支持、协调可再生新能源安全稳定运行的重要保障,因而需要开展系统性的研究工作.品质优良的水电,可通过调度安排,尽可能多地承担峰荷,以使化石能源承担的调峰份额减少.以青海为例的计算表明,水电站群的可调节电量与汛期和非汛期有关,年际间也发生变化,在一定的发展年份出现的既需弃掉间歇性电力、而系统总负荷又不能满足要求的矛盾现象,可通过抽水蓄能的双向调节作用予以解决.从资源和环境的角度,建议在适当地区修建咸水抽水蓄能电站.     

用于TEM原位拉伸实验的集成单晶硅纳米梁MEMS测试芯片研究

透射电镜内的原位拉伸测试是研究纳米尺度的单晶硅材料的力学性质的一种很有发展前景的研究方法．开展了集成单晶硅纳米梁的微电子机械系统测试芯片的设计、制作,并完成了原位拉伸的测试实验．集成的微电子机械系统芯片由基于静电梳齿结构的驱动器、测力悬梁、单晶硅纳米梁及电子束透射窗等结构构成．利用SOI硅片和普通硅片采用体硅微加工工艺及硅键合工艺加工完成了芯片制造．通过透射电镜样品杆上的电极与微电子机械系统芯片导通,实现了对静电梳齿结构的驱动,完成了与其相连的单晶硅纳米梁的拉伸观测．对此微电子机械系统芯片的测试实验结果表明,随着驱动电压的增加,单晶硅纳米梁逐渐被拉动,原位拉伸实验得到了该纳米梁的应力．应变关系,对实验结果拟合后得到杨氏模量值为161GPa,在误差范围内与体硅一致．     

面向21世纪的微电子技术

本文对21世纪微电子技术的发展趋势作了一个展望。本文认为21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺，但将突破目前所谓的物理“限制”，继续快速发展；集成电路将逐步发展成为集成系统；微电子技术将与其他技术结合形成一系列新的增长点，例如微机电系统（MEMS）、DNA芯片等将得到突飞猛进的发展。具体地，超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低κ互连绝缘介质、高κ栅绝缘介质、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。     

Science China Technological Sciences 2023年66卷第3期中文摘要

<正>应用于移动无人系统中电力系统的光伏、温差、电磁发电技术丁宁,王向阳,冼晓扬,蔡烨芸,刘道明,邓方无人系统广泛应用于各个领域,成为日常生活中不可或缺的技术.电力系统是无人系统的命脉,影响无人系统的工作时间和任务复杂度.然而传统的电力系统,如电池和燃料,具有固定的容量.一旦电力耗尽并且无法及时补充时,无人系统将停止工作.因此,越来越多的研究人员开始关注可再生能源发电技术.可再生能源发电技术的原理与优缺点各不相同,在不同无人系统中的应用效果也参差不齐.     

风能技术发展中的几个问题

改善能源结构，利用可再生能源，减轻环境污染，提高人民生活质量，已成了全球能源工业关注的一个热点，风能是目前最有开发利用前景和技术最成熟的一种新能源和可再生能源之一。随着风能开发和利用的发展，风能技术也取得了显著的进步，并逐渐成为能源技术中的一个分支。本文简要介绍当前风能技术发展中的几个关注的问题。     

智能电网基本理念阐释

由于可再生能源开发利用的快速发展,世界各国面临着可再生能源如何接入及充分利用等一系列问题,而智能电网则是应对这些挑战的有效战略措施.智能电网具有强大的功能、显著的综合效益和广阔的发展前景,是世界电网发展的趋势.但是智能电网不是一个单纯的技术问题,它涉及许多重要的基本理念.厘清这些理念对于科学高效地实施智能电网、对于技术创新和产业发展至关重要.为此本文从智能电网的特点、智能电网的总体设想和技术内涵、与智能电网相关的技术、智能电网的近期与远期目标以及在实施智能电网时需要注意的事项等方面阐释了智能电网的基本理念.     

我国太阳能光伏产业发展形势和思考

本文介绍了我国太阳能光伏产业发展概况并分析了未来发展趋势。为了对未来的发展趋势有更深刻的认识,在介绍世界光伏产业发展的同时,从21世纪人类能源结构将发生根本性变革的形势出发,论述了发展太阳能光伏发电等可再生能源产业对全人类的必要性和紧迫性,并根据我国能源形势说明我国发展太阳能光伏产业的必要性和紧迫性更加突出。本文以若干案例为据论述了国家的政策法规是影响太阳能等可再生能源产业发展的最关键因素,建议国家尽快制定强有力的政策法规,使我国光伏产业在激烈竞争中持续健康发展,满足我国可持续发展战略的需要。     

风力发电研究和开发的现状与展望

风力发电是世界上增长最快的可再生能源，是未来基于可持续发展和零污染电能的一线希望，其开发利用是最终解决常规能源尤其是化石能源带来的能源短缺、环境污染以及温室效应等问题的有效途径之一，是理想的替代能源。本文在综合分析世界上风力发电技术发展现状的基础上。还对风力发电的未来发展趋势进行了预测——风力发电在本世纪无疑将会得到更加广泛的应用。     

面向互联网的信息处理

随着互联网海量信息的快速增长,由原来单一的以文本信息为主的信息处理发展成文本、语音、图像等多模态的信息处理．同时,用户的需求也从关键词搜索为主的信息获取向着基于语义理解的自动问答、辅助决策等智能交互的方向发展．本文从互联网服务信息处理特点以及用户需求变化出发,阐述了互联网信息处理面临的挑战和发展趋势．首先介绍了基于互联网的海量信息处理特点以及基本方法,然后分别阐述了互联网文本信息处理、语音信息处理、图像信息处理、位置信息处理的挑战以及发展趋势．最后介绍了如何对互联网的用户从属性、状态、兴趣3个维度进行建模,以满足用户个性化服务和商业分析的需要．     

硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术(英文)

硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术,它由直接硼氢化钠燃料电池、硼氯化钠水解制氢和硼氢化钠再生技术构成。通过总结了近年来在直接硼氢化钠燃料电池、硼氢化钠水解制氢和硼氢化钠再生技术上的进展,发现硼氢化钠作为能量载体的新型能量转换技术的雏形已日渐形成,本文总结和讨论了该项技术的优点和面临的挑战。     

燃煤发电与水泥生产联产技术可行性研究

本文基于解决我国以燃煤发电为主的电力工业的粉煤灰与SO2等酸性气体排放等难题的目的，从优化能源利用和洁净煤技术的角度出发，提出了燃煤发电与水泥生产联产技术。从原料代替、水泥煅烧工艺与掺杂热效应等方面和一系列实验证明了该联产技术的可行性，并就其前景作了分析。燃煤发电和水泥生产的合二为一，将会在我国的能源节约、环境保护与社会经济效益等方面产生深远而重大的意义，有效促进我国电力工业和水泥工业可持续发展。